Макемаке

Спутники

Найти луны у карликовой планеты оказалось
еще сложнее, чем обнаружить ее сама. Долгое время исследователи считали, что их
вообще не существует, т.к. никаких более-менее ярких объектов возле орбиты
объекта не было. При этом большинство крупных транснептуновых тел имеют
спутники.

В 2016 году все же найден был естественный спутник Макемаке. Это крошечное тело предположительно имеет диаметр 175 км. Его яркость в сотни раз меньше хозяина, поэтому его очень сложно изучить. Известно, что вокруг планеты это тело обращается за 12 земных суток. Спутник карлика получил официальное название S/2015 (136472) 1.

В ближайшее время не запланировано ни
одной миссии по изучению Макемаке. Ее исследование будет проводиться лишь с
помощью орбитальных и земных телескопов.

Ледяная карликовая планета Макемаке раскрывает свои секреты

Это открытие произошло благодаря редкому явлению – звёздному затмению, когда крошечная планета прошла мимо неяркой звезды, что позволило учёным рассмотреть атмосферу и определить её размер. Астрономы под руководством Хосе Луиса Ортиса из Института Астрофизики Андалусии в Испании заметили карликовую планету во время затмения, глядя на свет от далёкой звезды.

Предыдущие наблюдения показали, что размер Макемаке составляет две трети размера Плутона (Экваториальный радиус Makemake составляет 1502?±?45 км) и что она может иметь небольшую атмосферу, которая опускается на планету, когда она удаляется от Солнца.


Если бы это было так, то свет звезды постепенно исчезал и возникал бы вновь во время прохождения через атмосферу планеты. Однако когда Макемаке прошла сквозь свет звезды NOMAD 1181-0235723 23 апреля 2011 года, свет исчез и внезапно появился вновь. По словам Хосе Луиса Ортиса это означает, что карликовая планета не имеет сколько-нибудь значительной атмосферы. Тем не менее, астроном доктор Майкл Ирланд из Университета Маккуори в Сиднее утверждает, что дискуссия вокруг наличия атмосферы у Makemake ещё не закончена.

«Макемаке движется по высокой эллиптической 300-летней орбите, и поэтому температура на поверхности повышается или понижается в зависимости от удалённости планеты от Солнца», говорит Майкл Ирланд.

В то время, когда планета находится на наименьшем удалении от Солнца на протяжении 150 лет, лёд на поверхности планеты может сублимироваться в разряженную атмосферу. Орбита Макемаке расположена дальше от Солнца, чем орбита Земли в 38 раз и до 53 раз в зависимости от того, в какой точке своей орбиты находится планета.

В ходе наблюдений, результаты которых были опубликованы в журнале Nature, Хосе Луису Ортису и его коллегам удалось точнее определить размер и плотность Макемаке. Планета представляет собой слегка сплюснутый на обоих полюсах шар — экваториальный диаметр составляет 1502 километра, а полярный 1430 километров.

Также удалось измерить отражательную способность Макемаке — величину, называемую альбедо, которая зависит от состава поверхности планеты.

Альбедо Макемаке составляет 0.77, что сопоставимо с поверхностью, по составу похожей на грязный снег. Альбедо Макемаке больше, чем у Плутона, но меньше, чем у Эриды – крупнейшей карликовой планеты в Солнечной системе.


Makemake является одним из пяти небесных тел, включая Плутон, которые были классифицированы, как карликовые планеты Международным астрономическим союзом. Эта планета названа в честь создателя человечества и бога плодородия в культуре коренного народа острова Пасхи.

Хаумеа

Вращение Хаумеа в представлении художника.

Хаумеа имеет вытянутую форму, напоминающую мяч для регби. За такую форму ответственно быстрое вращение карликовой планеты (сутки на Хаумеа длятся 3,9 часа), вызванное столкновением с крупным телом миллиарды лет назад. Осколками столкновения могут быть спутники Хаумеа — Намака и Хииака, а также другие тела Пояса Койпера, схожие по составу и орбите.

Быстрое вращение и вытянутая форма позволили ученым рассчитать плотность карликовой планеты, так как различные материалы растягиваются по-разному. Оказалось, что Хаумеа почти полностью состоит из камня и покрыта тонкой коркой кристаллического льда.

Карликовые планеты

Карликовые планеты

Эта группа небесных тел пока что остается наименее изученной ввиду их удаленности от центра нашей системы, но благодаря постоянному развитию технологий астрономы постоянно восполняют пробелы в своих знаниях. 2003-2005 года были довольно «урожайными» на открытия. Современные технологии позволяет увидеть даже самый удалённый объект.

Плутон

Полумесяц Плутона

Один из самых маленьких объектов Солнечной системы, радиусом всего 1153 км. Период обращения по орбите вокруг Солнца составляет 90 613 суток (около 248 лет), а оборот вокруг своей оси занимает 6,4 земных суток. Несколько десятилетий с момента открытия в 1930 году считался девятой планетой, пока в 2006 году астрономы не пришли к выводу, что его всё-таки стоит причислить к карликовым планетам в поясе Койпера, получившим своё название после открытия в 2005 году нескольких подобных Плутону объектов.

Спутников, сопровождающих его, на данный момент известно 5 – Харон, крупнейший из них, Кербер, Никта, Стикс и Гидра. Орбита этой карликовой планеты эллиптическая, вытянута довольно сильно.

Лишь несколько лет назад учёным удалось измерить температуру на поверхности этого небесного тела. 14 июля 2015 года космический аппарат Новые Горизонты совершил близкий пролет вблизи Плутона и передал множество данных и фотографий о нем.

Хаумеа

Снимок Хаумеи со спутниками

Самая быстровращающаяся из всех планет, известных на сегодняшний день в нашей системе – один оборот вокруг собственной оси занимает всего 4 часа, в то же время как полный облёт Солнца занимает 102937 суток (почти 282 года). Один из самых маленьких объектов, средний радиус составляет всего 718 км, при этом, в отличие от остальных небесных тел, обладает неправильной, как бы сплюснутой, формой. При этом имеется и 2 спутника – Хииака и Намака.

Макемаке

Макемаке, вид в телескоп Хаббл

Размер третьей по величине до сих пор не известен точно. Предполагается, что средний радиус приблизительно равен 740 с точностью до 17 км. Зато продолжительность года на ней удалось установить довольно точно — 111867 суток (что примерно равно 306 годам). Спутников на её орбите не обнаружено.

Эрида

Снимок Эриды со спутником

Один из самых больших объектов пояса Койпера лишь ненамного превосходит Плутон – 1163 км. Оборот вокруг Солнца занимает 205 029 сут (чуть больше, чем 561 год).

Обнаружившие её ученые в 2005 году изначально были уверены, что открыли 10 планету солнечной системы, но впоследствии она была признана карликовой планетой.

Открытие этого небесного тела, можно сказать, положило начало новой эры для астрономии, поскольку именно факт её открытия положил начало многочисленным спорам о статусе Плутона.

Церера

Цветной снимок Цереры

Примечательна тем, что еще совсем недавно была в разряде астероидов и занимала среди них первое место по размеру. Продолжительность года, по сравнению с другим удаленными карликовыми планетами — смехотворна, всего 4,6 года.

В сравнении с другими, ее диаметр не столь впечатляет и составляет 975×909 км. Период вращения вокруг оси имеет продолжительность около 0,3781 суток. У Цереры спутники не обнаружены.

Церера


Карликовая планета Церера. Анимация: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

Ученые называют Цереру «эмбрионом планеты». Сильная гравитация Юпитера не позволила завершиться формированию полноценной планеты и привела к образованию Пояса Астероидов.


Кратер Оккатор на Церере. Фото: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

У Цереры твердое ядро и мантия из водяного льда, а каменистая, пыльная поверхность покрыта относительно молодыми кратерами со странными названиями. На Церере с помощью автоматической межпланетной станции Dawn («Рассвет») обнаружили криовулкан конической формы высотой 4 км. Он появился около 200 миллионов лет назад — относительно недавно в сравнении с возрастом карликовой планеты – 4,5 млрд лет.

Криовулкан на Церере.

Криовулкан Ахуна Монс может быть аналогом некоторых земных вулканов, которые обычно не извергают лаву струями и фонтанами: вместо этого лава просачивается на поверхность и, затвердевая, образует купол.

Размер, масса и орбита карликовой планеты Макемаке

ИК-обзор Спитцера, а также данные Гершеля показали диаметр в 1360-1480 км, а массу – 4 х 1021 кг. Благодаря этому карлик стоит на 3-й позиции по величине среди ТНО. Радиус Макемаке на экваторе — 751 км, а на полюсах — 715 км.

Сведения об открытии
Дата открытия 31 марта 2005
Первооткрыватели Майкл Браун, Чедвик Трухильо, Дэвид Рабиновиц
Орбитальные характеристики
Большая полуось 45,436301 а. е.
Эксцентриситет 0,16254481
Период обращения 111867 суток
Наклонение 29,011819°
Видимая звездная величина 16,7
Физические характеристики
Размеры 1478 ± 34 км
Площадь поверхности ~6 300 000 км²
Масса ~3·1021 кг
Плотность 1,7±0.3 г/см3
Альбедо 0,77±0,03

Эксцентриситет – 0.159, поэтому Макемаке приближается к Солнцу на расстояние 5.76 млрд. км и отдаляется на максимальные 7.94 млрд. км. На облет вокруг звезды тратит 309.09 лет, а на вращение оси – 7.77 часов.

Некоторые карликовые планеты считают ТНО, основываясь на характере контакта с Нептуном

Орбита Макемаке расположена далеко от Нептуна, поэтому объект свободен от влияния гиганта. Карлик считается динамически горячим телом класса объектов пояса Койпера.

3. Физические характеристики

3.1. Яркость, температура и размеры

Макемаке (звёздная величина 16,9)

Макемаке — второй по яркости из известных объектов пояса Койпера после Плутона. В марте 2005 года он находился в противостоянии в созвездии Волосы Вероники и имел звёздную величину 16,7. Он достаточно ярок для того, чтобы его можно было увидеть в мощный любительский телескоп. Макемаке обладает высоким альбедо, и это позволяет с 80-процентной вероятностью утверждать, что температура на его поверхности примерно 30 К. Размер Макемаке точно неизвестен, однако наблюдения в инфракрасном спектре при помощи космических телескопов «Спитцер» и «Гершель» и схожесть, в общих чертах, его спектра со спектром Плутона привели к оценке его диаметра в пределах от 1360 до 1480 км. Это немного больше, чем у Хаумеа, что делает Макемаке третьим по величине транснептуновым объектом после Эриды и Плутона. Макемаке считается четвёртой карликовой планетой в Солнечной системе, так как обладает абсолютной визуальной звёздной величиной −0,44, это позволяет уверенно сказать, что Макемаке достаточно велик для того, чтобы прийти в состояние гидростатического равновесия и приобрести форму сплющенного у полюсов сфероида.

Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли.
Изображения объектов — ссылки на статьи.

3.2. Спектр

В статье журнала Astronomy and Astrophysics (Ликендро и др., 2006) сообщается об измерениях видимого и близкого инфракрасного спектра Макемаке. Авторы использовали телескоп «Гершель» и Национальный телескоп «Галилео» и выяснили, что поверхность Макемаке напоминает поверхность Плутона. Как и Плутон, Макемаке выглядит красным в видимом спектре, хотя и значительно менее красным, чем, например, Эрида (см. сравнение цветов ТНО). Ближний инфракрасный спектр отмечен сильными поглощающими линиями метана (CH4). Метан также наблюдался на Плутоне и на Эриде, однако там его спектральные линии намного более слабы.

Спектральный анализ поверхности Макемаке показывает, что метан присутствует на поверхности объекта в форме больших (размером по крайней мере в 1 см) зёрен. Кроме того, там может находиться большое количество этана и толинов, скорее всего, образовавшихся при фотолизе метана солнечным излучением. Толины, вероятно, объясняют красноватый оттенок Макемаке в видимом спектре. Есть доказательства существования на поверхности Макемаке азотного льда (по крайней мере, перемешанного с другими льдами), однако его доля несравнима с количеством этого вещества на Плутоне и Тритоне, где он составляет почти 98 % коры. Относительный дефицит азотного льда означает, что запасы азота были каким-то образом исчерпаны за время существования Солнечной системы.

Далёкая инфракрасная (24—70 мкм) и субмиллиметровая (70—500 мкм) фотометрия при помощи телескопов «Спитцер» и «Гершель» показала, что поверхность Макемаке неоднородна. Хотя большая часть поверхности покрыта метановым и азотным льдами, и величина альбедо там достигает 78—90 %, существуют небольшие участки затемнённого ландшафта, которые покрывают 3—7 % поверхности, где величина альбедо не превышает 2—12 %.

3.3. Атмосфера

Присутствие метана и, возможно, азота делает вероятным существование на Макемаке временной атмосферы, похожей на ту, которая появляется у Плутона в перигелии. Азот, в случае его наличия, был бы доминирующим компонентом этой атмосферы. Существование временной атмосферы могло бы дать естественное объяснение дефициту азота на Макемаке: так как притяжение планеты слабее, чем у Плутона, Эриды или Тритона, то большое количество азота, возможно, было унесено планетарным ветром; метан легче, чем азот, и имеет значительно меньшее давление пара при температурах, господствующих на Макемаке (30—35 К), что и препятствует его потере; результат этих процессов — значительно более высокая концентрация метана.

3. Физические характеристики

3.1. Яркость, температура и размеры

Макемаке (звёздная величина 16,9)

Макемаке — второй по яркости из известных объектов пояса Койпера после Плутона. В марте 2005 года он находился в противостоянии в созвездии Волосы Вероники и имел звёздную величину 16,7. Он достаточно ярок для того, чтобы его можно было увидеть в мощный любительский телескоп. Макемаке обладает высоким альбедо, и это позволяет с 80-процентной вероятностью утверждать, что температура на его поверхности примерно 30 К. Размер Макемаке точно неизвестен, однако наблюдения в инфракрасном спектре при помощи космических телескопов «Спитцер» и «Гершель» и схожесть, в общих чертах, его спектра со спектром Плутона привели к оценке его диаметра в пределах от 1360 до 1480 км. Это немного больше, чем у Хаумеа, что делает Макемаке третьим по величине транснептуновым объектом после Эриды и Плутона. Макемаке считается четвёртой карликовой планетой в Солнечной системе, так как обладает абсолютной визуальной звёздной величиной −0,44, это позволяет уверенно сказать, что Макемаке достаточно велик для того, чтобы прийти в состояние гидростатического равновесия и приобрести форму сплющенного у полюсов сфероида.

Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли.
Изображения объектов — ссылки на статьи.

3.2. Спектр

В статье журнала Astronomy and Astrophysics (Ликендро и др., 2006) сообщается об измерениях видимого и близкого инфракрасного спектра Макемаке. Авторы использовали телескоп «Гершель» и Национальный телескоп «Галилео» и выяснили, что поверхность Макемаке напоминает поверхность Плутона. Как и Плутон, Макемаке выглядит красным в видимом спектре, хотя и значительно менее красным, чем, например, Эрида (см. сравнение цветов ТНО). Ближний инфракрасный спектр отмечен сильными поглощающими линиями метана (CH4). Метан также наблюдался на Плутоне и на Эриде, однако там его спектральные линии намного более слабы.

Спектральный анализ поверхности Макемаке показывает, что метан присутствует на поверхности объекта в форме больших (размером по крайней мере в 1 см) зёрен. Кроме того, там может находиться большое количество этана и толинов, скорее всего, образовавшихся при фотолизе метана солнечным излучением. Толины, вероятно, объясняют красноватый оттенок Макемаке в видимом спектре. Есть доказательства существования на поверхности Макемаке азотного льда (по крайней мере, перемешанного с другими льдами), однако его доля несравнима с количеством этого вещества на Плутоне и Тритоне, где он составляет почти 98 % коры. Относительный дефицит азотного льда означает, что запасы азота были каким-то образом исчерпаны за время существования Солнечной системы.

Далёкая инфракрасная (24—70 мкм) и субмиллиметровая (70—500 мкм) фотометрия при помощи телескопов «Спитцер» и «Гершель» показала, что поверхность Макемаке неоднородна. Хотя большая часть поверхности покрыта метановым и азотным льдами, и величина альбедо там достигает 78—90 %, существуют небольшие участки затемнённого ландшафта, которые покрывают 3—7 % поверхности, где величина альбедо не превышает 2—12 %.

3.3. Атмосфера

Присутствие метана и, возможно, азота делает вероятным существование на Макемаке временной атмосферы, похожей на ту, которая появляется у Плутона в перигелии. Азот, в случае его наличия, был бы доминирующим компонентом этой атмосферы. Существование временной атмосферы могло бы дать естественное объяснение дефициту азота на Макемаке: так как притяжение планеты слабее, чем у Плутона, Эриды или Тритона, то большое количество азота, возможно, было унесено планетарным ветром; метан легче, чем азот, и имеет значительно меньшее давление пара при температурах, господствующих на Макемаке (30—35 К), что и препятствует его потере; результат этих процессов — значительно более высокая концентрация метана.

Орбитальные характеристики

Орбиты Орка (синяя), Плутона (красная) иНептуна (серая). Местонахождения Орка и Плутона показаны на апрель 2006 года. Также, указаны даты, когда объекты проходят перигелий(q) и афелий (Q).

Орк — это крупный плутино. Его орбита очень напоминает орбиту Плутона (примерно равный период обращения и у обоих перигелий находится над эклиптикой). Единственное заметное различие — это разворот орбиты (см. схему). Несмотря на то, что орбита Орка подходит довольно близко к орбите Нептуна, резонанс между двумя объектами и большой угол наклона орбиты Орка не позволяет им приблизиться друг к другу. За последние 14 000 лет расстояние между Орком и Нептуном ни разу не было меньше 18 а. е. В связи с фактом, что орбита Орка похожа на орбиту Плутона, но они всегда находится в противоположной фазе (из-за их взаимного резонанса с Нептуном), Орк иногда называют «Анти-Плутоном».

На сегодняшний день, Орк находится на расстоянии 47,8 а. е. от Солнца и достигнет афелияв 2019 году. В ближайшие 10 млн лет перигелий Орка может уменьшиться до 27,8 а. е., то есть будет меньше, чем у Нептуна.

Период вращения Орка вокруг оси точно неизвестен. Фотометрические исследования дают большой разброс от 7 до 21 часа с либрациями или без них. Наиболее часто в литературе значится десятичасовой период вращения. Возможно, на период вращения и либрации влияет крупный и близко расположенный спутник Орка.

Макемаке: метановая планета

Макемаке открыли сравнительно недавно — в 5 году этого века. Это событие произошло через несколько дней после пасхи, и имя планете искали соответствующее. Остановились на боге изобилия и создания рода человеческого, которого почитали жители острова Пасхи. Орбита этой планеты находится еще дальше, чем Плутон. Ей нужно триста десять лет, чтобы сделать полный оборот вокруг Солнца. Диаметр приблизительно равен 1500 километров, что дает основание утверждать, что Макемаке является третьей по величине карликовой планетой. Изучив объект, астрономы пришли к выводу, что поверхность небесного тела состоит из замерзших метана и этана, и имеет в своем составе небольшое количество азота.

Когда планета приближается к Солнцу, крупицы метана и этана преобразуются в газовое состояние. Этот самый яркий объект в поясе Койпера. Его можно наблюдать в обычный любительский телескоп. Наблюдая за планетой, ученые предположили наличие на ней атмосферы, но после анализа затмения стало понятно, что газовой оболочки на небесном теле нет. Правда, некоторые ученые все же склонны верить, что атмосфера появляется на объекте при его приближении к Земле. Макемаке — планета-одиночка, не имеющая спутников.

Карликовая планета Макемаке: интересные факты

В настоящее время объект является вторым по видимой яркости после Плутона, имея видимую звёздную величину 16,7m. Этого достаточно, чтобы быть видимым в большой любительский телескоп. Исходя из альбедо Макемаке, можно сделать вывод, что температура на его поверхности равна приблизительно 30 °К. Размер карликовой планеты точно неизвестен, но, согласно исследованиям, проведённым в инфракрасном диапазоне телескопом Спитцер, и в сравнении со спектром Плутона, принято считать, что его диаметр составляет около 1500+400?200 км. Это чуть больше диаметра Хаумеа, что, возможно, делает Макемаке третьим по размеру траснептуновым объектом после Эриды и Плутона. Абсолютная звёздная величина этой карликовой планеты равна ?0,48m, что гарантирует достаточность её размеров для того, чтобы быть сфероидом. Масса~4?1021 кг.

В письме, направленном в журнал «en:Astronomy and Astrophysics», Ликандро и другие сообщали об исследованиях, проведённых в видимом диапазоне и длинноволновой области инфракрасного диапазона Макемаке. Они использовали William Herschel Telescope и Telescopio Nazionale Galileo и обнаружили, что поверхность Макемаке сходна с поверхностью Плутона. Также были обнаружены полосы поглощения метана. Метан был обнаружен и на Плутоне и Эриде, но в гораздо меньших количествах.

Исследования показали, что поверхность Макемаке может быть покрыта зёрнами метана не менее 1 см в диаметре. Также не исключено наличие, причём в большом количестве, этана и толина, возникшие из метана в результате фотолиза по воздействием солнечного излучения. Также предполагается наличие замороженного азота, хотя и не в таком количестве, как на Плутоне или, тем более, на Тритоне.

Предполагается, что основным компонентом разрежённой атмосферы Макемаке может быть азот.

В 2007 году группа испанских астрономов под руководством Х. Ортиса установила по изменению яркости Макемаке его период вращения — 22,48 часа. В 2009 году новые измерения колебаний яркости, выполненные американскими астрономами, дали новое значение периода — 7,77 часа (примерно втрое меньше). Авторы исследования предположили, что мы сейчас видим Макемаке почти с полюса, и для точного определения периода надо подождать несколько десятилетий.Карликовая планета Макемаке спутников не имеет. Спутники, если они существуют, были бы обнаружены, даже если яркость составляла бы 1% от яркости карликовой планеты, а расстояние до Макемаке составляло бы 0,4 угловой секунды и больше.

1. Открытие

Макемаке был открыт 31 марта 2005 года группой астрономов Паломарской обсерватории во главе с Майклом Брауном, об открытии было официально заявлено 29 июля 2005 года. В тот же день было заявлено об открытии другой карликовой планеты, Эриды, а за два дня до этого — Хаумеа.

Несмотря на то, что Макемаке — довольно яркий объект (примерно одна пятая от яркости Плутона), множество гораздо менее ярких объектов пояса Койпера было открыто до него. Поиски малых планет проводятся главным образом относительно близко к эклиптике (к области неба, по которой проходит видимое годичное движение Солнца) из-за того, что вероятность обнаружить новые объекты в этой области максимальна. По-видимому, Макемаке не был обнаружен при более ранних наблюдениях этого участка небесной сферы из-за его высокого наклонения и потому, что на момент своего открытия он был на большом расстоянии от эклиптики, в созвездии Северного полушария — Волосы Вероники.

Яркость Макемаке была достаточна для того, чтобы этот транснептуновый объект был обнаружен ещё в 1930 году, в ходе поисков Плутона Клайдом Томбо. В эту эпоху Макемаке был всего на несколько градусов выше эклиптики, недалеко от границы между созвездиями Тельца и Возничего, и имел звёздную величину около 16,0. Однако эта область неба очень близка к Млечному Пути, и Макемаке было бы почти невозможно найти на плотном звёздном фоне. После открытия Плутона Томбо продолжал свои поиски ещё в течение нескольких лет, но так и не смог найти ни Макемаке, ни других транснептуновых объектов.

1.1. Название

Временное обозначение 2005 FY9 было дано Макемаке после официального открытия. До этого открывшая объект группа астрономов использовала для него кодовое название «Пасхальный кролик», поскольку его открытие произошло вскоре после Пасхи.

В июле 2008 года, в соответствии с правилами МАС для классических объектов пояса Койпера (кьюбивано), 2005 FY9 было присвоено имя божества-творца. Имя Маке-маке, создателя человечества и бога изобилия из мифов рапануйцев, коренных жителей острова Пасхи, было выбрано отчасти для того, чтобы сохранить связь объекта и Пасхи.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий